Начало движения любого автомобиля приводит в действие практически все движущиеся механизмы, включая трансмиссию. Поскольку она находится в постоянном движении, положение ее составных элементов относительно друг друга постоянно изменяется. Мосты, в т. ч. ведущие, также постоянно меняют свое положение, что связано с неровностями дорожного покрытия. Кузов также смещается, и как результат - оси валов, ответственных за передачу крутящего момента, находятся в постоянном движении, при котором они не должны прекращать передавать усилие на ведущий мост.

Для обеспечения непрерывной и качественной передачи крутящего момента от мотора к колесам была создана карданная передача. Ее главной задачей является плавная передача усилия на ведущие колеса, уравновешивая все возникающие колебательные движения узлов ТС. Нормально работающая система обеспечивает постоянную и жесткую связь колес с КПП. При этом, препятствий для функционирования подвески она не вызывает. Кроме передачи усилия от двигателя, карданная передача может быть применена и в рулевом управлении.

В соответствии с конструкцией конкретного ТС, кардан может служить для сопряжения следующих механизмов:

• КПП и раздатку;
• КПП и главную передачу моста;
• передачи мостов - среднего и заднего;
• передние ведущие колеса с полуосями;
• главную передачу напрямую с ведущими колесами.

Как устроена и работает система карданной передачи

Вне зависимости от марки ТС, назначение и устройство карданной передачи практически идентично. Среди основных элементов любой подобной системы передачи усилия стоит выделить следующие:

• карданные шарниры;
• валы - промежуточный и главный;
• эластичная муфта;
• опора с подшипником;
• соединительные элементы.

В настоящее время активно используются два основных типа карданных передач - разница заключается в типе самого сопряжения шарнирных элементов: шарниры неравных угловых скоростей и шарниры равных угловых скоростей (ШРУС). Первый вариант кардана может использоваться на легковом и грузовом транспорте, оснащенных задним приводом, и его основу составляют две вилки, расположенные на концах валов, соединенных между собой крестовиной. Последняя имеет четыре подшипника, являющихся необслуживаемыми - смазка закладывается в них на заводе, и рассчитывается на весь срок эксплуатации крестовины.

ШРУС имеет более замысловатое и совершенное строение. Такой кардан гарантирует неизменную скорость вращения валов вне зависимости от угла, под которым они расположены в конкретный момент. Схема карданной передачи такого типа несколько отличается:

• корпус с обоймой;
• шарики;
• сепаратор;
• защитный чехол, хомуты и стопорные элементы.

ШРУС имеет больший срок эксплуатации, нежели система с крестовиной, что обеспечивается полностью непроницаемым кожухом и достаточным объемом смазки внутри этого узла, сохраняющей высокую пластичность весь срок использования. Но при малейшем повреждении пыльника и потере герметичности, ШРУС достаточно быстро выходит из строя за счет попадания грязи внутрь конструкции. Данная технология гарантирует равномерную передачу усилия от кардана на ведущие колеса при отклонении валов до 35 градусов, и применяется на передне - и полноприводных транспортных средствах.

ТО - так ли оно важно для работы карданной передачи

Своевременное и качественное техническое обслуживание карданной передачи позволит долгое время не узнать о всех «прелестях» самостоятельного ремонта, который может застать в самый неподходящий момент. Стоит отметить, что техническое обслуживание не отличается сложностью, но требует внимания и определенного времени. Основные мероприятия, которые требуются от автовладельца - это проверка степени затяжки крепежных элементов и смазке шлицевого соединения, для чего удобно использовать пресс-масленку. Смазка подшипников на крестовине, как правило, не требуется, хотя некоторые водители не обходятся и без такой процедуры.

Чтобы работа карданной передачи была стабильной и надежной, важно периодически контролировать все болты. Они должны быть затянуты с определенным усилием - от 80 до 205,9 Н.м. Если возникает необходимость замены болтов, установленных на заводе, выбирать новые следует очень внимательно - они обязательно должны быть термически обработаны, в противном случае выдержать большую нагрузку им окажется не под силу. Немало внимания требуется уделять проверке зазоров в шлицевых соединениях - в норме они ощущаться не должны. Съем и разборка кардана при проведении ТО нежелательно, такие работы проводятся только при необходимости ремонта и замены поврежденных деталей.

Распространенные неисправности кардана

Ремонт карданной передачи чащ всего требуется при нарушении сроков ТО или проведении некачественно обязательных работ. Поломки могут возникать и при сильных механических воздействиях на кардан, отмечающихся при небрежной эксплуатации авто. Устройство карданной передачи не отличается сложностью, и к основным проблемам, которые могут возникать относятся следующие:

• разбалтывание креплений;
• сильный износ шеек;
• физический износ крестовин или шарниров.

Стоит отметить, что эксплуатировать транспортное средство, кардан которого неисправен, не только недопустимо правилами, но и просто опасно. Далеко не все автолюбители знают, что кардан нуждается в балансировке. Его вращение происходит всегда с большой скоростью, а отсутствие балансировки незамедлительно приводит к возникновению выраженной вибрации, которая способствует ослаблению крепления и быстрому износу основных его узлов. Балансировка кардана в любом случае обязательна после работ по его ремонту, при котором он демонтировался. Лучше всего проводить эту процедуру на специальном стенде, в условиях специализированной мастерской.

Наиболее уязвимым местом карданной передачи можно считать шарниры, которые могут быстро изнашиваться вне зависимости от привода машины, особенно при эксплуатации в достаточно экстремальных условиях: пересеченная местность, тяжелое бездорожье, гонки. Плавное управление авто особенно важно для авто с передним приводом. Постоянного контроля требуют и пыльники, или защитные чехлы, надежно предохраняющие внутренние механизмы от грязи и воздействия агрессивных веществ окружающей среды. Если при осмотре на них обнаруживаются трещины или разрывы, они подлежат незамедлительной замене. В противном случае в скором времени не избежать дорогостоящего ремонта. Не станет новостью и тот факт, что разборка и сборка карданной передачи должна проводится опытным человеком.

В том случае, если при движении авто обнаруживаются посторонние шумы, опытный водитель может использовать их для диагностики кардана. Так, признаком скорого выхода из строя карданной передачи в связи с износом говорят щелчки, раздаваемые при начале движения авто, а также при поворотах ведущих колес, в особенности на предельные углы. При возникновении сильной вибрации на сбалансированном кардане следует проверить подшипник, расположенный на опоре самого карданного вала - это актуально для ТС с задним приводом. О принципе работы карданной передачи можно посмотреть на видео:

Заголовок

Полно приводная система всегда имеет в наличии этот элемент. Это ведь не промежуточная деталь!

Карданный вал – деталь, которая входит в состав трансмиссии автомобиля, имеющие устройство заднего или полного привода. Этот механизм передаёт вращение к редуктору переднего или заднего моста от коробки передач тем самым карданный вал заслуживает права называть “промежуточное звено-деталь”. Также его можно назвать не иначе, как опора машины!

Классификация

Ниже будет приведено классификация карданных передач, которые формируют механизм, роль которого – промежуточная.

Классифицировать центральное устройство можно по нескольким признакам:

• Назначение;
• В наличие компенсирующее устройство.

По назначению механизма передачу (она же – опора главного механизма и промежуточное звено) можно классифицировать:

• Основные – основные работают как опора для механизмов приводов ведущих колёс;
• Вспомогательные – применяются для механизмов подсобных механизмов, к примеру, лебёдок или насосов, механизмов передач, могут быть промежуточным механизмом, в каком-то устройстве.

Тип кардана зависит от того, какое у него построение и расположения:

• Закрытая передача – когда он заключен в одном из элементов транспортного средства;
• Открытая – когда он находится независимо от других частей машины.

Классификация по наличию компенсации, которое имеет устройство:

• Наличие компенсации. Если в нем предусмотрены варианты компенсирования больших осевых перемещений, то вал называют универсальным;
• Иначе промежуточный механизм называют простым.

Принципы работы

Карданный вал в своём составе содержит:

1. Подвесной подшипник карданного вала;
2. Двойной одноименный шарнир;
3. Скользящую вилку;
4. Всевозможные промежуточные уплотнения;
5. Элементы креплений.

Сам карданный вал может быть из нескольких секций. Так же он является опорой для многих частей машины. Вес его зависит от транспортного средства и его особенностей. Конструкция этой части авто зависит от габаритов. Обычно он составной и основа делается из стальной трубы, для экономии метала и веса, а к ней присоединяются крестовые наконечники. Только маленький кардан может быть сделан цельным и сплошным. Так его промежуточная роль усиливается.

Сплошная деталь – опора для спортивных автомобилей, так как часть веса держится на ней, поэтому ее делают сплошной.

Эта часть машины (его опора) является одна из самых подходящих для ремонта. Сам процесс прост, так же как и снятие механизма с авто. Особенность заключается в том, что-бы заменить двойной карданный шарнир и подвесной подшипник. Это класс детали “промежуточная”.

Выполнение промежуточная передача – функция, которую обеспечивают шарнирные механизмы, на основе крестовин. Позволяют двум валам быть опорой друг другу не прерывая вращения, при том находится под переменным углом. При чем наибольший КПД достигается когда валы опираются на друг друга от 0 до 20 градусов. В этом случае они работают как опора. Если этот показатель превысить, то промежуточная деталь начинает испытывать очень высокие нагрузки. Что ведёт к тому, что опора деталей теряется, разбалансируются вал и вибрирует корпус.

Подвесной подшипник ни что иное, как опора составному валу, удерживая его на месте даже во время вращения. Также это промежуточная часть общего элемента.

Плюсы и минусы использования карданных передач

Описание преимуществ использования такой детали, как двойной карданный шарнир:

• Устройство способно выдержать огромные нагрузки:

Этот параметр очень важен в транспортном средстве, так как нет иного способа передать вращение в автомобиле большой массы. Как пример, лимузины всегда оснащены задним приводом по этой причине (им нужна опора). Так как это является самым надёжным способом передать вращение. Еще один пример, это вес, вес карданного вала Белаза – 105 кг. А спортивный кардан весит 1.8 кг.

• Ремонтопригодность:

Это свойство помогает не менять узел, а ремонтировать только деталь, что облегчает жизнь всем автовладельцам. Так как замена дорогостоящего узла может быть критичной. Таким образом поддерживая в хорошем состоянии карданный вал и меняя только расходные детали, вы сможете продлить время работы автомобиля.

Недостатки:

Наличие кардана в автомобиле повышает вес, а так же уменьшает габариты салона.

• Вибрация: наличие дополнительного узла, которое может иметь устройство, увеличивает шум и вибрацию, что ведёт к разрушению деталей.

Карданная передача служит для передачи вращающего момента между агрегатами, оси валов которых не лежат на одной прямой и могут изменять свое взаимное положение.

У полноприводных колесных машин карданная передача обычно соединяет ведомый вал КП с ведущим валом раздаточной коробки, а ведомые валы раздаточной коробки - с ведущими валами главных передач ведущих мостов. Агрегаты, закрепленные на раме (в частности, КП и раздаточная коробка), могут перемещаться относительно друг друга в результате деформации своих опор и самой рамы, а ведущие мосты присоединены к раме через подвеску, поэтому могут перемещаться относительно рамы и закрепленных на ней агрегатов при деформации упругих элементов подвески. При этом могут изменяться не только углы наклона карданных валов, соединяющих агрегаты, но и расстояние между агрегатами.

Рис. Схема карданной передачи:
1, 4, 6 - карданные валы; 2, 5 - карданные шарниры; 3 - компенсирующее соединение; у1, у2 - углы между валами

В общем случае карданная передача состоит из карданных шарниров 2 и 5, карданных валов 1,4 и 6 и компенсирующего соединения 3. Иногда карданный вал устанавливают на промежуточной опоре, прикрепленной к поперечине рамы ТС.

Карданные шарниры обеспечивают передачу вращающего момента между валами, оси которых пересекаются под углом. Различают карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей. Карданные шарниры неравных угловых скоростей подразделяют на упругие и жесткие. Карданные шарниры равных угловых скоростей по конструкции бывают шариковые с делительными канавками, шариковые с делительным рычажком и кулачковые. Обычно их устанавливают в приводе ведущих управляемых колес, где угол между валами может достигать 45°, причём центр карданного шарнира должен совпадать с точкой пересечения осей вращения колеса и его поворота.

Упругие карданные шарниры передают вращающий момент между валами с пересекающимися под углом 2…3° осями в результате упругой деформации соединительных элементов.

Жесткий карданный шарнир неравных угловых скоростей передает вращающий момент от одного вала к другому вследствие подвижного соединения жестких деталей. Он состоит из двух вилок - 3 и 5, в цилиндрические отверстия которых установлены на подшипниках концы А, Б, В и Г соединительного элемента - крестовины 4. Вилки жестко соединены с валами 1 и 2. Вилка 5 может поворачиваться относительно оси БГ крестовины и в то же время вместе с крестовиной поворачиваться относительно оси АВ, благодаря чему и обеспечивается возможность передачи вращения от одного вала к другому при меняющемся угле между ними.

Рис. Схема жесткого карданного шарнира неравных угловых скоростей

Если вал 7 повернется вокруг своей оси на угол а, то вал 2 за это же время повернется на угол В. Соотношение между углами поворота валов 7 и 2 определяется выражением tga= tgВ*cosy, где у - угол, под которым расположены оси валов. Из этого выражения следует, что угол В то меньше угла а, то равен ему. Равенство этих углов наступает через каждые 90° поворота вала 7. Таким образом, при равномерном вращении вала 1 угловая скорость вала 2 неравномерна и изменяется по синусоидальному закону. Неравномерность вращения вала 2 будет тем значительнее, чем больше угол у между осями валов. Если неравномерность вращения вала 2 будет передаваться на валы агрегатов, в трансмиссии возникнут дополнительные пульсирующие нагрузки, возрастающие при увеличении угла у. Чтобы неравномерность вращения вала 2 не передавалась на валы агрегатов, в карданной передаче применяют два карданных шарнира. Их устанавливают так, чтобы углы у1 и у2 были равны; вилки карданных шарниров, закрепленные на неравномерно вращающемся валу 4, должны быть расположены в одной плоскости. Равномерность вращения ведомого вала может быть достигнута также применением карданного шарнира равных угловых скоростей.

Принцип действия карданного шарнира равных угловых скоростей поясняет схема, приведенная на рисунке. С ведущим валом 7 соединен рычаг 2, а с ведомым валом 4 - рычаг 3. Рычаги 2 и 3 при вращении валов постоянно контактируют в точке А, линейная скорость которой одинакова для обоих рычагов, т. е. v = = w1B = w2a= wа. Равенство угловых скоростей w2 и w2 возможно, если а = b. Это условие выполнимо, если угол 0 равен углу W и точка А контакта рычагов лежит на биссектрисе угла между валами 7 и 4. При вращении валов точка А должна находиться в биссекторной плоскости. Конструктивно это условие можно обеспечить различными способами. Наиболее широкое распространение получили карданные шарниры равных угловых скоростей шарикового типа. Применяются также другие типы шарниров равных угловых скоростей.

Рис. Схема карданного шарнира равных угловых скоростей

Принцип действия карданной передачи. Назначение.
Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента от одного механизма к другому, если оси их валов изменяют взаимное положение или не лежат на одной прямой.
Карданная передача чаще всего соединяет ведомый вал коробки передач (см, рис.) или раздаточной коробки (см. рис., в) с ведущим валом главной передачи моста. Коробка передач раздаточная коробка) закреплена на раме или на кузове, а ведущий мост присоединен к раме через подвеску и может перемещаться относительно рамы. Поэтому взаимное положение механизмов при движении автомобиля изменяется. Карданные передачу устанавливают также в приводе к передним ведущим управляемым колесам и а приводе ведущих неуправляемых код при независимой подвеске (см. рис., б).
В общем случае карданная передача состоит из карданных шарниров (рис., а), карданных валов 2 и 5, промежуточной опоры 3 и компенсирующего соединения 7.

а - общая;

б - жесткого карданного шарнира неравных угловых скоростей;

в - карданного.

Компенсирующее соединение обеспечивает изменение длины карданного вала , если при перемещении одного механизма относительно другого меняется расстояние между ними, как, например, между ведущим мостом и коробкой передач .
Карданные шарниры обеспечивают передачу крутящего момента между валами, оси которых пересекаются под углом. Различают карданные шарниры равных и неравных угловых скоростей. Карданные шарниры неравных угловых скоростей делят на упругие и жесткие . Карданные шарниры равных угловых скоростей по конструкции бывают шариковые с делительными канавками, шариковые с делительным рычажком, кулачковые и сдвоенные.
Упругие карданные шарниры передают момент между валами с осями, пересекающимися под углом 2 - 3° или несколько больше, в результате упругой деформации соединительных элементов и выполняют функции дополнительного гасителя крутильных колебаний.
Жесткий карданный шарнир неравных угловых скоростей передает крутящий момент от одного вала к другому через подвижные соединения жестких деталей. Он состоит из двух вилок 3 и 5 (рис., б), в цилиндрические отверстия которых вставлены концы А, Б, В и Г соединительного элемента - крестовины 4. Вилки жестко закреплены на валах 1 и 2. При вращении валов концы Б и Г крестовины покачиваются относительно плоскости, перпендикулярной к оси вала 1.
При повороте вала 1 вокруг своей оси на угол а вал 2 поворачивается вокруг своей оси на угол р. Соотношение между углами поворота валов 1 и 2 определяется выражением tga = tgPcosy . Из этого выражения следует, что угол Р то больше угла а, то равен ему. Равенство этих углов наступает через каждые 90° поворота вала 1. Следовательно, при равномерном вращении вала 1 частота вращения вала 2 неравномерна и изменяется по синусоидальному закону в зависимости от времени. Она то больше, то меньше частоты вала 1. Неравномерность вращения тем больше, чем больше угол у между осями валов. В результате неравномерного вращения вала, расположенного за карданным шарниром неравных угловых скоростей, в трансмиссии возникают дополнительные пульсирующие нагрузки. Эти нагрузки тем больше, чем больше неравномерность вращения. При у = 5 / 10° дополнительные нагрузки сравнительно невелики, но при увеличении у до 15 - 20° они превышают нагрузки от крутящего момента двигателя. Чтобы избежать неравномерного вращения ведущих колес автомобиля, в карданной передаче два карданных шарнира устанавливают так, чтобы углы у, и у2 (см. рис., а) были равны, вилки карданных шарниров, закрепленные на неравномерно вращающемся валу 5, должны быть расположены в одной плоскости. Неравномерность вращения ведущих колес устраняют также применением карданного шарнира равных угловых скоростей.
Принцип действия карданного шарнира равных угловых скоростей может быть проиллюстрирован схемой рисунка, (в). Валы 1 и 2 соединены между собой рычагами 3 и 4. Рычаги контактируют в точке Б, линейная скорость которой одинакова для обоих рычагов, т.е. у = w1b = w2а . Равенство угловых скоростей w1 = w2 возможно, если h = a . Это условие выполнимо, если угол 6 равен углу f, т. е. если точка Б контакта рычагов лежит на биссектрисе yгла 180° - у. При вращении валов точка Б должна перемещаться в биссекторной плоскости. Конструктивно это условие можно обеспечить разными способами.
Конструкция карданных передач .
Карданная передача грузового автомобиля (рис.) состоит из трех жестких карданных шарниров 10, 8 и 21, промежуточного 3 и основного 9 валов , промежуточной опоры 16, а также компенсирующего шлицевого соединения 18, 19,
Карданные шарниры неравных угловых скоростей, применяемые на отечественных автомобилях, устроены в основном одинаково. Одна из вилок 1 карданного шарнира имеет фланец, а другая 2 приварена к трубе карданного вала 3. Шипы крестовины 13 входят в проушины обеих вилок с игольчатыми подшипниками 12. Каждый подшипник удерживается в проушине вилки крышкой 14, которая присоединена к вилке двумя болтами, стопорящимися усиками шайбы 11. В некоторых карданных шарнирах подшипники закреплены в вилках стопорными кольцами . Для удержания смазочного материала в подшипнике и защиты его от попадания грязи и влаги предназначено комбинированное уплотнение 15, которое состоит из однокромочного сальника, вмонтированного в обойму подшипника, и торцового уплотнения, напрессованного на шипы крестовины . При такой конструкции не требуется пополнения смазочного материала в процессе эксплуатации. В крестовинах, выпускавшихся ранее, имелась масленка 7 для смазывания подшипников крестовин .
В некоторых карданных шарнирах рабочая нагруженная пружиной кромка резинового сальника обращена в сторону подшипника. Поэтому в крестовине предусмотрен предохранительный клапан, защищающий сальники от повреждения под действием давления нагнетаемого в крестовину масла. Карданные шарниры автомобилей новых моделей обычно заправляют при сборке консистентным смазочным материалом и в эксплуатации его не заменяют.
Максимальный угол между осями валов при использовании жестких карданных шарниров неравных угловых скоростей зависит в основном от конструкции вилок и не превышает 15 - 20° . Если угол между осями валов менее 2° и при передаче крутящего момента изменяется незначительно, то шипы крестовины деформируются иглами и быстро разрушается карданный шарнир. Чтобы избежать этого, в карданных шарнирах иногда применяют подшипники скольжения в виде втулок.
Карданные валы выполняют из тонкостенных труб, к которым приваривают вилки карданных шарниров, шлицевые втулки или наконечники . Для уменьшения поперечных нагрузок валы динамически балансируют в сборе с карданными шарнирами. Дисбаланс карданных валов устраняют, приваривая к концам трубы вала балансировочные пластины 20, а иногда устанавливая балансировочные пластины под крышки подшипников карданных шарниров. Взаимное положение деталей шлицевого соединения после сборки и балансировки карданного вала на заводе отмечается специальными метками. При нарушении балансировки из-за изгиба вала, износа подшипников и других причин возникают дополнительные поперечные нагрузки и вибрации валов, что снижает срок службы как карданных передач, так и механизмов, соединяемых ими. Компенсирующее соединение карданной передачи выполняют обычно в виде шлицевого соединения. Оно обеспечивает изменение длины карданной передачи, если при перемещении одного агрегата относительно другого меняется расстояние между ними, как, например, между ведущим мостом и коробкой передач. Шлицевой наконечник 19 вилки карданного шарнира входит в шлицевую втулку 18, приваренную к валу 3. В шлицевое соединение при сборке закладывают смазочный материал. Для защиты от вытекания смазочного материала и загрязнения установлены войлочный сальник 5 и чехол 6. У легковых автомобилей шлицевое соединение карданной передачи иногда выполняется в картере коробки передач . Например, на автомобиле ГАЗ-24 «Волга» щлицевая втулка вилки карданного шарнира надета на шлицы удлиненного ведомого вала коробки передач. Шлицевое соединение, размещенное в удлинителе картера коробки, смазывается маслом, находящимся в картере.
Промежуточная опора представляет собой шариковый подшипник 17, закрепленный на промежуточном карданном валу. Подшипник закрыт с обеих сторон крышками с войлочными сальниками и установлен в упругой резиновой обойме 4, которая размещена в кронштейне, укрепленном на раме. Упругая обойма подшипника снижает вибрацию и предотвращает возникновение в промежуточном карданном валу нагрузок, обусловленных неточностью монтажа опоры и деформациями рамы.
Карданная передача легкового авто передачи грузового автомобиля , но передний карданный шарнир, расположенный между коробкой передач и промежуточной опорой, выполнен упругим. Он состоит из вилок 1 и 3, массивных резиновых соединительных деталей 2, а также болтов с гайками и шайбами.



Карданные шарниры равных угловых скоростей устанавливают в приводе к управляемым ведущим колесам.
Шариковый карданный шарнир с делительными канавками имеет два кулака 2 и 4 (рис., а), изготовленные как одно целое с валами 1 и 5. В каждом кулаке выполнено по четыре канавки, в которые закладываются четыре шарика 3. Пятый шарик 6 расположен между торцами кулаков и обеспечивает их центрирование. Для установки четвертого шарика 3 при сборке карданного шарнира на центрирующем шарике 6 сделана лыска. После сборки карданного шарнира центрирующий шарик поворачивают лыской в сторону торца вала кулака 2 и фиксируют в этом положении штифтом 8, входящим в отверстие шарика 6 и вала кулака 2. Штифт 8, в свою очередь, фиксируют другим штифтом 7.
При вращении валов 1 и 5 в любую сторону крутящий момент передается от одного кулака к другому только через дна шарика. Каждый из четырех периферийных шариков лежит одновременно в канавках обоих кулаков, а его центр при этом располагается на пересечении осей канавок в точке, которая лежит в плоскости, проходящей через точку О. Вследствие этого при вращении валов и изменении угла между их осями шарики 3 всегда устанавливаются в биссекторной плоскости.
Простота конструкции и достаточная надежность в работе карданных шарниров с делительными канавками позволяет применять их на многих отечественных автомобилях (УАЗ-469, ГАЗ-66, ЗИЛ-131). Такие шарниры могут работать при углах поворота колес до 30 - 32°. Их недостатком является необходимость точной фиксации валов в осевом направлении, а также высокие давления на контактных поверхностях, что снижает долговечность таких шарниров и ограничивает их применение на автомобилях большой грузоподъемности.
:

а - с делительными канавками;

б - с делительным рычажком.

В шариковом карданном шарнире с делительным рычажком 14 (рис., б) связь между ведущей звездочкой 77 и сферической чашкой 9, выполненной как одно целое с валом 75, осуществляется шестью шариками 12, заключенными в сепаратор 10. При повороте вала 75 относительно вала ведущей звездочки делительный рычажок через направляющую чашку 13 поворачивает сепаратор, устанавливая шарики в биссекторной плоскости. Крутящий момент в таком шарнире передается через все шарики как при переднем, так и при заднем ходе. Поэтому нагрузка на шарик меньше, чем у карданного шарнира с делительными канавками. При одинаковых габаритных размерах карданные шарниры с делительным рычажком могут передавать больший момент, чем карданные шарниры с делительными канавками. Они работают при углах до 38°.
На рисунке показан привод переднего колеса автомобиля «Урал-375» с кулачковым карданным шарниром равных угловых скоростей. В пазах вилок 4 и 7 валов 1 и 6 полуосей могут поворачиваться кулаки 5 и 8. Кулаки шарнирно соединяются между собой диском 9, входящим в их вырезы. При передаче вращения, когда валы 7 и 6 расположены под углом, каждый из кулаков 5 и 8 поворачивается одновременно относительно оси паза вилки и оси диска. Оси пазов вилок лежат в одной плоскости, которая проходит через среднюю плоскость диска 9. Эти оси расположены на равных расстояниях от точки пересечения осей валов и всегда перпендикулярны осям валов, поэтому точка их пересечения при любом положении вилок располагается в биссекторной плоскости.

а - общий вид привода;

б - детали кулачкового карданного шарнира;

1 - наружная полуось;

2 - поворотная цапфа;

3 - уплотнительные манжеты;

4 и 7 -вилки;

5 и 8 - кулаки;

6 - внутренняя полуось;

9 - диск;

10 - обод колеса;

11 - шина;

12 - соединительная муфта;

13 - трубопровод.

Кулачковые карданные шарниры могут работать при углах до 50°. Благодаря большой контактной поверхности деталей, через которые передаются усилия, кулачковый карданный шарнир имеет небольшие размеры. Основной его недостаток - более низкий, чем у шариковых карданных шарниров, КПД и, как следствие, больший нагрев при работе.
Если передние управляемые колеса легкового автомобиля ведущие, то их привод осуществляется карданными передачами, имеющими обычно дна карданных шарнира 1 и 7 равных угловых скоростей и вал 4 (рис., б). Долговечность карданных шарниров в значительной мере зависит от наличия в них смазки и защиты их от влаги и грязи. С этой целью оба карданных шарнира закрыты защитными чехлами 3, 6 и кожухами 2, 5.
Наружный (ближний к колесу) карданный шарнир (рис., б), как и шарнир, показанный на рисунке, а, представляет собой шарнир с делительными канавками (001 = 002, R1 = R3 ), но здесь канавки не боковые, а внутренние 10, ограниченные радиусом RB, и наружные 8, ограниченные радиусом RH, как у шарнира с делительным рычажком (см. рис., б). Такой шарнир может работать при углах у до 35°. Центрирование (поворот вокруг центра О) осуществляется сепаратором 9.
Внутренний (дальний от колеса) карданный шарнир может работать при углах у не более 18°, но при любом значении у возможно перемещение всей внутренней части шарнира вдоль оси ею наружной обоймы. Таким образом, внутренний карданный шарнир осуществляет функции компенсирующего устройства. У обоих шарниров крутящий момент передают все шарики.

а - конструкция;

б - схема наружного шарнира.

Карданной называется передача, осуществляющая силовую связь механизмов автомобиля, валы которых несоосны или расположе­ны под углом. Карданная передача служит для передачи крутящего момента между валами механизмов. В зависимости от типа, компоновки и конструкции автомобиля карданная передача может передавать крутящий момент от короб­ки передач к раздаточной коробке или к главной передаче ведуще­го моста, от раздаточной коробки к главным передачам ведущих мостов, между главными передачами среднего и заднего ведущих мостов, от полуосей к передним ведущим и управляемым колесам, от главной передачи к ведущим колесам с независимой подвеской. Карданная передача может также применяться в приводе от короб­ки отбора мощности к вспомогательным механизмам (лебедка и др.) и для связи рулевого колеса с рулевым механизмом. Дополнительно к общим требованиям к системам, агрегатам и механизмам автомобиля к карданной передаче предъявляются специальные требования, в соответствии с кото­рыми она должна обеспечивать:

Передачу крутящего момента и равномерное вращение валов соединяемых механизмов независимо от угла между валами;

Передачу крутящего момента без создания в трансмиссии ав­томобиля дополнительных нагрузок;

Высокий КПД;

Бесшумность при работе.

Для соединения механизмов автомобиля применяются кардан­ные передачи различного типа.

Одновальные карданные передачи применяются на легковых автомобилях с короткой базой (база - расстояние между передними и задними колесами) и колесной формулой 4x2 для соединения коробки передач с задним ведущим мос­том. Такая карданная передача состоит из карданного вала3 и двух карданных шарниров.

Двухвальная карданная передача применяется на автомобилях с длинной базой и колесной формулой 4x2 для связи коробки передач с задним ведущим мостом. Передача включает в себя два карданных вала, три карданных шарнира и промежу­точную опору. Эта карданная передача получила наибольшее рас­пространение на легковых, грузовых автомобилях и автобусах ог­раниченной проходимости. На автомобилях повышенной проходимости с колесной фор­мулой 4x4 используются три одновальных карданных передачи для соединения соответственно коробки передач с раздаточной коробкой, а также раздаточной коробки с задним и передним ведущими мостами. На автомобилях высокой проходимости с колесной формулой 6x6 и индивидуальным приводом ведущих мостов раздаточная коробка соединяется с задним ведущим мостом двух­вальной карданной передачей с промежуточной опорой. Связь коробки передач с раздаточной коробкой с передним и средним ведущими мостами этих автомобилей осуществляется одновальными карданными передачами. В автомобилях высокой проходимости с колесной формулой 6 х 6 и со средним проходным ведущим мостом для связи коробки передач с раздаточной коробкой и раздаточной коробки с ведущими мостами используются одновальные кардан­ные передачи. При этом обеспечивается привод дополнительного редуктора среднего моста.

Одновальные и двухвальные карданные передачи, используе­мые для соединения коробки передач, раздаточной коробки и ведущих мостов автомобилей, имеют карданные шарниры нерав­ных угловых скоростей.- Карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей на автомобилях применяются для привода пе­редних управляемых и одновременно ведущих колес.

Карданные шарниры. Карданным шарниром или карданом на­зывается подвижное соединение, обеспечивающее передачу вра­щения между валами, оси которых пересекаются под углом. В автомобилях применяются карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей. Первые называются асинхронными шарнирами, а вторые - синхронными.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из вилки ведущего вала, вилки ведомого вала и крес­товины, соединяющей вилки с помощью игольчатых подшип­ников. Одновальная, двухшарнирная, с карданами неравных угловых ско­ростей карданная передача состоит из трубчатого карданного вала, к од­ному концу которого приварена вилка, а к другому - наконеч­ник со шлицами. Наконечник соединен с подвижной в осевом направлении шлицевой втулкой, приваренной к вилке кар­данного шарнира. Такое подвижное шлицевое соединение назы­вается компенсирующим устройством. Оно обеспечивает измене­ние длины карданной передачи при перемещении ведущего моста относительно коробки передач во время движения автомобиля. Шлицевое соединение смазывают через масленку. Оно уплотняет­ся манжетой и защищается от грязи резиновым гофрированным чехлом.

Вилки вала соединяются с вилками карданных шарни­ров крестовинами и игольчатыми подшипниками, которые сма­зываются через масленку в крестовине. Каждый подшипник со­стоит из стального стакана с иголками, закрепленного в проуши­не вилки и уплотненного манжетой для удержания смазочного материала и защиты от воды и грязи. Вилки карданных шарниров через свои фланцы болтами прикрепляются к фланцам, которые установле­ны на концах валов карданной передачи и главной передачи, со­единяемых карданной передачей. При таком фланцевом крепле­нии карданной передачи очень удобны ее монтаж и демонтаж на автомобиле.